Programación en C++/Arrays y cadenas de texto

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Arrays y cadenas de texto[editar]

Los arrays son usados extensamente por los programadores para contener listas de datos en la memoria, por ejemplo, los datos almacenados en un disco suelen leerse y ponerse dentro de un array con el objetivo de facilitar la manipulación de dichos datos, ya que los datos en memoria pueden ser modificados, clasificados, marcados para su eliminacion, etc. para luego ser reescritos al disco. Otro ejemplo podría ser el de un menú de opciones que se desplegarán dentro de una ventana para que el usuario pueda elegir una de éstas, en tales casos y cuando las opciones son numerosas, solamente se ponen unas cuantas de ellas dentro de la ventana pero se le da al usuario la oportunidad de poder subir y bajar a su antojo para ver el resto de opciones que, aunque no se vean en la ventana, forman parte del menú o array de opciones.

Array:

Un array es un conjunto de datos del mismo tipo ordenados en forman líneal uno después de otro. Los componentes de un array se han de referenciar por medio del nombre del array y un índice de desplazamiento para indicar el componente deseado.

Indices de un array[editar]

Los índices son números que se utilizan para identificar a cada uno de los componentes de un array. A modo de ejemplo, podemos pensar que los índices son como los números de habitaciones de un hotel, es decir, para poder dirigirnos a un hotel específico es necesario saber el nombre del mismo, luego, si queremos llegar a una habitación específica de dicho hotel necesitaremos, además del nombre del hotel, el número de habitación deseado.

Dimensiones de un array[editar]

De acuerdo a la forma en que se construye o declara un array, éste puede ser clasificado como: unidimensional, bidimensional y multidimensional. Los arrays que se emplean con mucha más frecuencia son los estructurados a manera de vector ( array unidimensional ) y los estructurados a manera de matriz ( array bidimensional ), así, aunque en C++ se pueden crear estructuras multidimensionales, en este capítulo solo trataremos con vectores y matrices.

Array unidimensional[editar]


Una array uni-dimensional es aquel en donde los componentes son accesibles por medio de uno y solamente un índice que apunte al componente requerido. Los arrays de este tipo son conocidos también con el nombre de vectores. Conceptualmente, podemos pensar en un array unidimensional como una lista compuesta de datos, donde para referirnos a uno de ellos emplearemos un número para indicar la posición del mismo dentro de la lista. Por ejemplo, consideremos el caso de la tabla o array VentaSemanal, la cual está pensada para registrar las ventas de cada uno de los días de la semana. De manera conceptual podemos ver el array como se muestra a continuación:

Nota: en C++ los arrays están basados en 0 ( cero ), es decir, el primer elemento de un array se indexa mediante el 0, y el índice para el último de los elementos es igual al número de componentes menos uno.

array: VentaSemanal

+------+
| dato | <-- componente 0, ( fila 0 )
|------|
| dato | <-- componente 1, ( fila 1 )
|------|
| dato | ...
|------|
| dato | ...
|------|
| dato | ...
|------|
| dato | ...
|------|
| dato | <-- componente 6, ( fila 6 )
|------|

Si en el array VentaSemanal queremos que el elemento 4 ( por ejemplo ) contenga el valor de 8987 lo podemos lograr con la instrucción: VentaSemanal[4] = 8987; y el estado del array sería:

array: VentaSemanal

+------+
| dato |
|------|
| dato |
|------|
| dato |
|------|
| dato |
|------|
| 8987 | <--- componente 4
|------|
| dato |
|------|
| dato |
|------|

Array bidimensional[editar]


Una array bi-dimensional es aquel en donde los componentes son accesibles por medio de una pareja de índices que apunten a la fila y a la columna del componente requerido. Los arrays de este tipo son conocidos también con el nombre de matrices. Conceptualmente, podemos pensar en un array bidimensional como en una lista compuesta de filas y columnas, en donde para referirnos a una de ellas emplearemos un número para indicar la posición de fila y otro número para indicar la posición de la columna del componente deseado. Por ejemplo, consideremos el caso de la tabla o array VentaSemanaQ, la cual está pensada para registrar las ventas de cada uno de los días de la semana por cuatro semanas, o sea, una tabla de 7 x 4 elementos. De manera conceptual podemos ver el array como se muestra a continuación:

array: VentaSemanaQ

           C O L U M N A S  

        +--- componente ( 0, 0 )
        |
    +------+------+------+------+
    | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------|
 F  | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------|
 I  | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------| 
 L  | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------|
 A  | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------|
 S  | dato | dato | dato | dato |
    |------|------|------|------|
    | dato | dato | dato | dato |
    +------+------+------+------+
                             |
                             +---- componente ( 6, 3 )

Si en el array VentaSemanaQ queremos que el elemento de la fila 4, columna 3 ( por ejemplo ) contenga el valor de 5000 lo podemos lograr con la instrucción: VentaSemanaQ[4][3] = 5000; y el estado del array sería:

array: VentaSemanaQ

    +--- componente ( 0, 0 )
    |
+------+------+------+------+
| dato | dato | dato | dato |
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | dato |
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | dato |
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | dato |
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | 5000 | <-- componente ( 4, 3 )
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | dato |
|------|------|------|------|
| dato | dato | dato | dato |
+------+------+------+------+
                         |
                         +---- componente ( 6, 3 )

Declaración de arrays en C, C++[editar]

En C, C++ para declarar un array se emplea la sintaxis:

tipo identificador [tamaño]   = { lista de inicialización }  ;

donde,

  • tipo se refiere al tipo de datos que contendrá el array. El tipo puede ser cualquiera de los tipos estándar (char, int, float, etc.) o un tipo definido por el usuario. Es más, el tipo del array puede ser de una estructura creada con: struct, union y class.
  • identificador se refiere al nombre que le daremos al array.
  • tamaño es opcional e indica el número de elementos que contendrá el array. Si un array se declara sin tamaño, el mismo no podrá contener elemento alguno a menos que en la declaración se emplee una lista de inicialización.
  • lista de inicialización es opcional y se usa para establecer valores para cada uno de los componentes del array. Si el array es declarado con un tamaño específico, el número de valores inicializados no podrá ser mayor a dicho tamaño.

Ejemplos:

int intA[5];
long longA[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
char charA[3] = { 'a', 'b', 'c' };

Iteraciones dentro de un array (vector)[editar]

El termino Iterar se refiere al hecho de acceder (con el fin de leer o escribir) sobre cada uno de los componentes de un array. Así, para poner un ejemplo reconsideremos el caso de la tabla VentaSemanal (vista en una sección anterior), y que dicho sea de paso es un array de 7 elementos de tipo double. Luego, vamos a mostrar como ejemplo un programa completo en el cual se declara el array mencionado con valores inicializados, que serán mostrados en pantalla y al final la suma de estos. Observe que la variable i usada para iterar dentro del array va desde 0 hasta FILAS - 1 ( FILAS es el tamaño del array ).

Nota: por motivos de simplificación el programa está escrito al estilo de C estándar. Sin embargo puede ser compilado y ejecutado en un compilador de C++.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
#define FILAS 7
 
int main()
{
    float ventas[FILAS] = {
    123.50, 234.60, 345.45, 321.40, 345.00, 456.65, 0.0 };
 
    float total = 0;
    int i;
 
    puts("Ventas de la semana");
    puts("-------------------");
 
    for (i=0; i<FILAS; i++) {
        total += ventas[i];
        printf( "%8.2f\n", ventas[i] );
    }
 
    puts("--------");
    printf("%8.2f\n", total );
 
    system("pause");
    return 0;
}
 
Esta es la salida del programa:
Ventas de la semana
-------------------
  123.50
  234.60
  345.45
  321.40
  345.00
  456.65
    0.00
--------
 1826.60

Iteraciones dentro de un array (matriz)[editar]

Con el fin de leer o escribir sobre cada uno de los componentes de una matriz se deben crear dos ciclos de iteración. Así, para poner un ejemplo reconsideremos el caso de la tabla VentaSemanaQ (vista en una sección anterior), y que dicho sea de paso es un array de 4 x 4 elementos de tipo double. Luego, vamos a mostrar como ejemplo un programa completo en el cual se declara el array mencionado con valores inicializados, que serán mostrados en pantalla y al final la suma de estos. Observe que en este caso se utilizan dos variables, una para iterar sobre las filas y otra para iterar sobre las columnas de la matriz.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define FILAS 7
#define COLS 4
 
int main()
{
    float VentaSemanaQ[FILAS][COLS] = {
    123.50, 234.60, 345.45, 321.40,
    345.00, 456.65, 123.50, 234.60,
    345.45, 321.40, 345.00, 456.65,
    123.50, 234.60, 345.45, 321.40,
    345.00, 456.65, 123.50, 234.60,
    345.45, 321.40, 345.00, 456.65,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0 };
 
    float totales[COLS] = { 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 };
    float grantotal = 0;
 
    int f, c, t = 0 ; /* indices para filas, columnas y totales */
 
    puts("Ventas de cuatro semanas");
    puts("------------------------");
 
    for (f=0; f<FILAS; f++) {
        for (c=0; c<COLS; c++) {
            totales[c] += VentaSemanaQ[f][c];
            printf("%8.2f  ", VentaSemanaQ[f][c] );
        }
        puts("");
    }
 
    puts("--------------------------------------");
    for (t=0; t<COLS; t++) {
        printf("%8.2f  ", totales[t] );
        grantotal += totales[t];
    }
 
    printf("\n\nGran total: %10.2f\n", grantotal);
    system("pause");
    return 0;
}
 
 
Salida del programa:
 
Ventas de cuatro semanas
------------------------
  123.50    234.60    345.45    321.40
  345.00    456.65    123.50    234.60
  345.45    321.40    345.00    456.65
  123.50    234.60    345.45    321.40
  345.00    456.65    123.50    234.60
  345.45    321.40    345.00    456.65
    0.00      0.00      0.00      0.00
--------------------------------------
 1627.90   2025.30   1627.90   2025.30
 
Gran total: 7306.40

Cadenas de caracteres[editar]

En C, C++ las cadenas de caracteres no son más que arrays de caracteres, salvo que a este tipo de arrays el compilador les da un tratamiento especial. Usted puede manipular las cadenas de caracteres de la misma manera en que manipula cualquier otro tipo de array, sin embargo, es preferible hacer uso de una librería estándar especialmente escrita para manipulacion de cadenas de caracteres, me refiero a la librería <string.h> y que viene incluida con todo compilador de C, C++.

Para comenzar y antes de ver algunas de las funciones de la mencionada librería, tenemos los siguientes ejemplos:

1. char   nombre[]  = "Oscar";
2. char   nombre2[] = { 'O', 's', 'c', 'a', 'r', '\0' };
  • En el ejemplo 1 se está declarando la variable nombre como una cadena de caracteres y cuyo contenido inicial es "Oscar".
  • En el ejemplo 2 se está declarando la variable nombre2 como una cadena de caracteres y cuyo contenido inicial es { 'O', 's', 'c', 'a', 'r', '\0' };.

En ambos casos el resultado es el mismo, es decir, al final se obtiene la misma cadena, pero usted debe poner atención al hecho de que toda cadena de caracteres en C, C++ debe terminar con el carácter NULL, que normalmente es igual a cero y se puede escribir como '\0'. Ahora bien, cuando usted usa la sintaxis mostrada en el ejemplo 1 no tiene que preocuparse por agregar el caracter NULL, ya que esto lo hace el compilador automáticamente.

La biblioteca string[editar]

Los compiladores de C, C++ dan soporte a la biblioteca de funciones <string.h>, a la que accede por medio de la directiva #include <string.h>. No veremos en detalle todas las funciones contenidas en dicha biblioteca, y nos limitaremos a mostrar algunos ejemplos de ciertas funciones importantes.


strlen(): Obtener longitud de cadenas

Sintaxis: size_t strlen(const char *s);
Comentarios: La función strlen() devuelve la longitud de la cadena s.

Ejemplo:

char *nombre = "Oscar E. Palacios";
cout << strlen(nombre) << endl;

strcpy(): Copiar cadenas

Sintaxis: char *stpcpy(char *dest, const char *src);
Comentarios: stpcpy copia la cadena src hacia dest, la función termina hasta haber encontrado en src el carácter de terminación null.

Ejemplo:

char *nombre = "Oscar E. Palacios";
char copia[80];
strcpy(copia, nombre);
cout << copia << endl;

strcat(): Concatenar cadenas

Sintaxis: char *strcat(char *dest, const char *src);
Comentarios: strcat agrega la cadena src a dest, la función termina hasta haber encontrado en src el carácter de terminación null.

Ejemplo:

char nombre[] = "Oscar E.";
char copia[80] = " Palacios";
strcat(copia, nombre);
cout << copia << endl;

strlwr(): Convertir a minúsculas.

Sintaxis: char *strlwr(char *dest);
Comentarios: strlwr convierte todos los caracteres alfabéticos ( 'A' .. 'Z' ) en dest a sus correspondientes caracteres alfabéticos ( 'a' .. 'z' ).

Ejemplo:

char nombre[] = "Oscar E. Palacios";
strlwr(nombre);
cout << nombre << endl;

strupr(): Convertir a mayúsculas.

Sintaxis: char *strupr(char *dest);
Comentarios: strupr convierte todos los caracteres alfabéticos ( 'a' .. 'z' ) en dest a sus correspondientes caracteres alfabéticos ( 'A' .. 'Z' ).

strchr(): Buscar carácter ( hacia adelante )

Sintaxis: char *strchr(char *s, int c);
Comentarios: strchr busca en s el caracter c. La busqueda se lleva a cabo desde el inicio hasta el final de s.
Regreso: si la operación es exitosa strchr regresa un puntero hacia la primera ocurrencia de c en s, en caso contrario strchr regresa null.

Ejemplo:

char nombre[] = "Oscar E. Palacios";
char *p;
 
p = strchr(nombre, 'E');
if (p) {
         cout << "nombre contiene a E" << endl;
         cout << "indice = " << (p - nombre) << endl;
       }
else cout << "E no está en nombre" << endl;


strrchr(): Buscar carácter ( hacia atras )

Sintaxis: char *strrchr(char *s, int c);
Comentarios: strchr busca en s el caracter c. La busqueda se lleva a cabo desde el final hasta el inicio de s.
Regreso: si la operación es exitosa strchr regresa un puntero hacia la última ocurrencia de c en s, en caso contrario strchr regresa null.

Ejemplo:

char nombre[] = "Oscar E. Palacios";
char *p;
 
p = strrchr(nombre, 'E');
if (p) {
         cout << "nombre contiene a E" << endl;
         cout << "indice = " << (p - nombre) << endl;
       }
else cout << "E no está en nombre" << endl;


strstr(): Buscar subcadena

Sintaxis: char *strstr(const char *s1, char *s2);
Comentarios: strstr busca en s1 la subcadena s2. La búsqueda se lleva a cabo desde el inicio hasta el final de s1.
Regreso: si la operación es exitosa strstr regresa un puntero hacia la primera ocurrencia de s2 en s1, en caso contrario strstr regresa null.

Ejemplo:

char s[] = "Un barco de tristeza";
char *p;
 
p = strstr(s, "barco");
if (p) {
         cout << "barco está en s" << endl;
         cout << "indice = " << (p - s) << endl;
       }
else cout << "barco no está en s" << endl;

Cadenas en C++[editar]

En la sección anterior descubrimos algunas funciones para trabajar con cadenas de caracteres al estilo de C estándar, si bien no está de más tener tal conocimiento, también es cierto que C++ es un lenguaje de programacíón orientado a objetos, de tal manera que ciertos compiladores ( como el gcc, utilzado por Bloodshed Dev-C++ y otros tantos entornos de desarrolo ) dan soporte a la clase cstring, que no debe confundirse con la <string.h>.

Nota: Bloodshed Dev-C++ es un IDE (Editor con Depurador Integrado) para programar en C++ en un ambiente gráfico para Windows, distibuido gratuitamente bajo licencia GPL GNU y usted puede encontrarlo aquí: www.bloodshed.net. Actualmente (febrero de 2008) se recomienda bajar la versión Dev-C++ 4.9.9.2.
Nota:Como el Dev-c++ ya esta descontinuado, es recomendable usar su extensión Wx Dev-C++ que esta actualmente activa y es recomendable para muchos proyectos bajo el lenguaje C++, este programa tambien es licencia GPL, podras descargarlo desde=wxdsgn.sourceforge.net, y encontraras informacion de este aqui=es.wikipedia.org/wiki/WxDev-C%2B%2B.


Una de las ventajas que ofrece la clase cstring es que, a diferencia de las cadenas estándar, ésta posee la capacidad de crecer o disminuir su tamaño en tiempo de ejecución. Además, entre otras caracteristicas destacables, la clase string soporta operaciones de asignación tales como: =, +, +=, etc.; y de comparación tales como: ==, <=, etc.

Para tener una idea básica sobre las cadenas en C++ veamos el siguiente programa:

Nota: en el programa se debe de observar el uso del operador de asignación +=, algo que no es posible hacer con las cadenas estándar.
// Ejemplo: demostración de la clase string
// Compilado y ejecutado con exito en Bloodshed Dev-C++
#include <cstdlib>
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    string s("Hola, ");
    s += "cómo estan ustedes...";
    cout << s << endl;
    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
}

Un estudio exhaustivo sobre la clase string requiere de un capítulo completo, ya que la misma, según el manual de referencia de C++, posee aproximadamente 33 métodos y unos 7 constructores; además de los atributos.

Arrays en C++[editar]

Así como C++ da aternativas elegantes para la manipulación de cadenas de caracteres, también da el soporte para la manipulacíon de arrays dinámicos. Este tema será ampliado en el capítulo Libreria de Plantillas Estándar STL, sin embargo para tener una idea de lo que vendrá mostraremos aquí un ejemplo sencillo en donde se usará la clase plantilla vector.

// Ejemplo: demostración de la clase vector
// Compilado y ejecutado con exito en Bloodshed Dev-C++
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    // creación de un vector de enteros
    vector<int> v;
 
    // metiendo datos en el vector
    for (int x = 500; x<1000; x+=50)
        v.push_back(x);
 
    // desplegando los datos del vector
    for (int x = 0; x < v.size(); x++)
        cout << "v[" << x << "] = " << v[x] << endl;
 
    system("PAUSE");
    return EXIT_SUCCESS;
}


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